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Carte des flux énergétiques et des perspectives d'efficacité énergetique dans une fonderie d'aluminium: Cas d'Aluminium/SOCATRAL

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par Jean-aimé NGOLLO MATEKE
Université de Yaoundé I - DEA de physique option énergétique 2008
  

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II.1.2- Paramètres Electriques [11]

L'énergie électrique est essentiellement distribuée aux utilisateurs sous forme de courant alternatif par des réseaux en haute, moyenne et basse tension. L'énergie consommée est composée d'une partie « active » transformée en chaleur ou en mouvement, et d'une partie « réactive » transformée par les actionneurs électriques pour créer leurs propres champs magnétiques.

II.1.2.1- Energie active

L'énergie active consommée (kWh) résulte de la puissance active P (kW) des récepteurs. Elle se transforme intégralement en puissance mécanique (travail) et en chaleur (pertes).

II.1.2.2- Energie réactive

L'énergie réactive consommée (kVarh) correspond à la puissance réactive Q (kVar) des récepteurs. L'utilisateur ne bénéficie que de l'apport énergétique de la partie « active ». Il convient de préciser que la partie réactive ne peut être éliminée, mais doit être compensée. Les économies d'énergie se chiffrent par dizaines de pour cent de la consommation globale, situant les procédés de compensation d'énergie réactive en première ligne du combat pour la réduction de l'impact des activités humaines sur l'écosystème de notre planète.

II.1 .2.3-Energie apparente

L'énergie apparente (kVAh) est la somme vectorielle des deux énergies précédentes. Elle correspond à la puissance apparente S (kVA) des récepteurs, somme vectorielle de P (kW) et Q (kVar). C'est une énergie fictive car elle ne produit pas de travail ou de chaleur mais sert au dimensionnement des sections des conducteurs de la ligne de distribution ainsi que celle du circuit magnétique et des bobinages des différentes machines.

II.1 .2.4-Facteur de Puissance

Le facteur de puissance est égal par définition à :

Carte de flux énergétiques et perspectives d'efficacité dans une
fonderie d'aluminium: cas particulier d'alucam/socatral

Si les courants et tension sont des signaux parfaitement sinusoïdaux, le facteur de puissance est égal à cos ??.

On définit ainsi :

-la puissance apparente : S= UI (kVA), -la puissance active : P= UI cos ?? (kW),

-la puissance réactive ; Q= UI sin ?? (kVar).

P (kW)

Q (kVar)

S (kVA)

Figure 2.1: composition vectorielle des puissances

II.1.2.5- Inconvénients et compensation de l'énergie réactive

Du fait d'un courant appelé plus important, la circulation de l'énergie réactive sur les réseaux de distribution entraîne :

- Des surcharges au niveau des transformateurs ; - Des pertes supplémentaires ;

- L'augmentation de la facture électrique ; - Des chutes de tension importantes ;

Compensation : [6]

Pour les raisons évoquées ci-dessus, il est nécessaire de produire l'énergie réactive au plus près possible des charges, pour éviter qu'elle ne soit appelée sur le réseau. C'est ce qu'on appelle «compensation de l'énergie réactive».

V' Compensation globale : la batterie est raccordée en tête d'installation et assure la compensation pour l'ensemble des charges. Elle convient lorsqu'on cherche essentiellement à supprimer les pénalités et soulager le poste de transformation.

V' Compensation locale ou par secteurs : la batterie est installée en tête du secteur d'installation à compenser. Elle convient lorsque l'installation est étendue et comporte des ateliers dont les régimes de charge sont différents.

Carte de flux énergétiques et perspectives d'efficacité dans une
fonderie d'aluminium: cas particulier d'alucam/socatral

V' Compensation individuelle : la batterie est raccordée directement aux bornes de

chaque récepteur inductif (moteur en particulier). Elle est à envisager lorsque la

puissance du moteur est importante par rapport à la puissance souscrite. Cette

compensation est techniquement idéale puisqu'elle produit l'énergie réactive à

l'endroit même où elle est consommée, et en quantité ajustée à la demande.

En présence des harmoniques, Ces harmoniques perturbent le fonctionnement de nombreux dispositifs. En particulier, les condensateurs y sont extrêmement sensibles du fait que leur impédance décroît proportionnellement au rang des harmoniques présents. Dans certaines circonstances, des phénomènes de résonance peuvent se produire entraînant une forte distorsion de tension et la surcharge des condensateurs. Selon la puissance des générateurs d'harmoniques présents, différents types de condensateurs doivent être choisis, associés éventuellement à des inductances. Pour les valeurs élevées de puissance des générateurs d'harmoniques, le traitement des harmoniques est en général nécessaire. Le dispositif approprié (filtre d'harmonique) remplit à la fois les fonctions de compensation d'énergie réactive et de filtrage des harmoniques.

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